KIST 연구팀, ''담배 가스물질·입자성분 100% 제거'' 나노촉매 필터 개발
시제품 제작.."1년 내 상용화 가능"
[이데일리 이승현 기자] 국내 연구진이 반응성이 매우 높은 산소 원자를 이용, 담배연기의 가스성분에서 가장 많은 아세트알데히드(CH3CHO)를 완벽히 제거할 수 있는 공기정화용 나노 촉매를 개발했다. 이 촉매는 니코틴과 타르 등 담배 입자성분도 100% 제거하는 것으로 나타났다.
한국과학기술연구원 환경복지연구단의 정종수 책임연구원과 배귀남 책임연구원팀은
KT&G(033780)와 함께 망간산화물계열(Mn/TiO2) 나노촉매를 코팅한 필터를 공동 개발해 이러한 기능을 갖는 청정화 시스템을 만들었다고 21일 밝혔다.
현재 흡연실에서 담배연기 제거에 필터는 가스물질을 제거하기 위한 활성탄 필터이다. 이 필터는 그러나 가스물질 제거효과가 적고 흡착성능이 빨리 감소해 2주마다 교체해야 하는 단점이 있다.
 | 오존과 망간산화물이 만나면, 망간 촉매표면에서 오존이 분해돼 산소 라디칼(활성 산소종)이 생성된다. 담배연기의 아세트알데히드는 산소라디칼에 의해 물과 이산화탄소로 산화된다. 다른 유기화합물(VOCs)도 이와 유사한 산화반응이 진행된다. KIST 제공 |
|
연구팀이 개발한 나노촉매필터는 공기 중 오존(O3)을 분해해 중간체인 ‘산소 라디칼’(oxygen radical)를 발생시키고, 이 물질이 담배연기 성분을 산화해 분해한다. 산소 라디칼은 분자로 결합되기 전 원자 상태의 산소 원자. 이 원자는 반응성이 매우 높아 산화력이 매우 강하며 이에 공기 중 오염물질 처리에 효과적이다.
연구팀이 아세트알데히드와 니코틴, 타르 등 총 휘발성 유기화합물을 대상으로 이 촉매필터의 성능을 평가한 결과 최고 98%의 분해능력을 확인했다.
 | 정종수 KIST 책임연구원 |
|
연구팀은 실제로 나노촉매 필터를 활용한 청정화장치 시제품을 제작, 약 8평 규모의 흡연실에 설치해 성능평가를 했다. 그 결과 30분 안에 약 80%, 1시간 안에 100% 담배연기 성분들이 산화과정을 거쳐 물과 이산화탄소로 바뀌었다.
연구팀은 1년 뒤에는 상용화가 가능할 것으로 예상했다.
정종수 연구원은 “간단한 촉매를 설치한 청정기로 기존 담배연기 처리기술로는 어려웠던 가스물질 처리문제를 해결했다는 게 연구의 의의”라고 설명하며 “이 기술의 연계개발을 통해 공기청정기와 에어컨 등에 적용할 융합기술을 선보일 수 있을 것이다”고 전했다.
 | KIST와 KT&G가 망간산화물계열 나노촉매 필터를 활용해 제작한 청정화장치 시제품. KIST 제공 |
|
▶ 관련기사 ◀☞KT&G, 23일 IR 개최..1분기 실적 발표☞KT&G "색다른 맛 터뜨리세요"..'더원 체인지 립톡' 출시☞KT&G "담뱃세 인상 따른 '재고차익' 수천억원 사회환원"